一种金属互连结构的形成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112201620A(43)申请公布日2021.01.08(21)申请号202011166395.4(22)申请日2020.10.27(71)申请人合肥晶合集成电路股份有限公司地址230012安徽省合肥市新站区合肥综合保税区内西淝河路88号(72)发明人张国伟许宗能王建智(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人曹廷廷(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种金属互连结构的形成方法(57)摘要本发明提供的一种金属互连结构的形成方法中，通过先湿法刻蚀形成第一通孔，再干法刻蚀形成第二通孔，且第一通孔和第二通孔连通，第一通孔位于第二通孔上方，由于第一通孔的开口尺寸大于第二通孔的开口尺寸，因此，连通后的第一通孔和第二通孔的整体的深宽度降低，在后续形成金属膜层和保护层时，在顶层金属插塞的表面不会出现保护层残留物，从而避免了保护层残留物对后续封装时的产品良率的影响，还避免了在WAT测试时电性测试设备(探针)的使用寿命的影响。CN112201620ACN112201620A权利要求书1/1页1.一种金属互连结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成底部金属互连结构、电介质层和图形化的第一光刻胶层，图形化的所述第一光刻胶层具有第一开口；以图形化的所述第一光刻胶层为掩模，湿法刻蚀部分所述电介质层，以形成第一通孔，所述第一通孔的开口尺寸大于所述第一开口的开口尺寸；以图形化的所述第一光刻胶层为掩模，干法刻蚀所述电介质层，以形成第二通孔，所述第二通孔暴露出所述底部金属互连结构的表面，所述第二通孔位于所述第一通孔的下方，且所述第一通孔和所述第二通孔连通，所述第二通孔的开口尺寸小于等于所述第一开口的开口尺寸；去除所述第一光刻胶层；在所述电介质层上形成金属膜层，所述金属膜层填充第二通孔以及部分所述第一通孔，以形成顶层金属插塞和顶层互连层，从而构成金属互连结构。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一通孔具有第一斜坡，所述第二通孔具有第二斜坡，且所述第一斜坡较所述第二斜坡平缓。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀采用氢氟酸溶液。4.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述第一通孔的深度为所述第二通孔深度的三分之一到二分之一。5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述第一通孔的开口尺寸为所述第一开口的开口尺寸与所述第一通孔深度之和的1.5-2倍。6.如权利要求1-5中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述电介质层的材料为二氧化硅。7.如权利要求1-5中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述干法刻蚀包括等离子体刻蚀工艺。8.如权利要求1-5中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述顶层金属插塞和顶层互连层的形成方法具体包括：在所述电介质层上，以及所述第一通孔和所述第二通孔上通过沉积工艺形成金属膜层，其中，位于所述第一通孔和所述第二通孔中的金属膜层构成了顶层金属插塞，位于所述电介质层上的金属膜层构成顶层互连层，所述顶层金属插塞与顶层互连层电连接。9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，在形成所述顶层金属插塞和所述顶层互连层之后还包括：通过沉积工艺在所述金属膜层上形成至少两层保护层；在所述保护层上形成图形化的第二光刻胶层，图形化的所述第二光刻胶层具有第二开口，以暴露出所述第一通孔上方的至少两层所述保护层；以图形化的所述第二光刻胶层为掩模，干法刻蚀所述保护层，以暴露出所述顶层金属插塞；去除所述第二光刻胶层。10.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，通过沉积工艺在所述金属膜层上形成两层保护层，两层所述保护层包括依次形成于所述金属膜层上的SiO2层和SiN层。2CN112201620A说明书1/5页一种金属互连结构的形成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体的制造工艺领域，特别涉及一种金属互连结构的形成方法。背景技术[0002]在半导体后段工艺中，可根据不同需要在半导体衬底上设置多层金属互连结构，每层金属互连层包括金属互连线和绝缘层，在绝缘层内形成沟槽和通孔，然后在所述沟槽和通孔内沉积金属，沉积的金属即为金属互连线，一般选用铜或铝作为金属互连线材料。[0003]如图1所示，现有技术中，在形成顶层金属互连层时，很容易在顶层通孔(TopVia)上方出现保护层残留物a，该残留物a不仅影响了产品的良率，还在WAT测试时影响了电性测试设备(探针)的使用寿命。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种金属互连结构的形成方法，在顶层通孔上形成的顶层金属互连层表面不出现保护层残留物，从而提高后续封装时的产品良率，同时避